OC runtime學(xué)習(xí)筆記之關(guān)聯(lián)對象

2019-10-21 18:39:42

字體：大中小

供稿：網(wǎng)友

前言

Objective-C 不能動(dòng)態(tài)的添加一些屬性到對象上，和其他的一些原生支持這點(diǎn)的語言不一樣。所以之前你都不得不努力為未來要增加的變量預(yù)留好空間。在 Mac OS X 10.6 中，Objective-C 的 Runtime 已經(jīng)原生的支持這個(gè)功能了。

OC runtime 中關(guān)聯(lián)對象的方法相信大家都使用過，但是其原理和內(nèi)部實(shí)現(xiàn)就很多人不知道。這篇文章就來講解一下 OC runtime 之關(guān)聯(lián)對象，下面直接步入正題。

runtime 關(guān)聯(lián)對象原理

runtime 中提供的 API 如下:

/// 對象關(guān)聯(lián)策略typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) { OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0,  /**< 關(guān)聯(lián)一個(gè)弱引用 */ OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1, /**< 指定關(guān)聯(lián)一個(gè)強(qiáng)引用. 非原子性. */ OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3, /**< 指定關(guān)聯(lián)一個(gè)拷貝引用. 非原子性. */ OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401, /**< 指定關(guān)聯(lián)一個(gè)強(qiáng)引用.原子性. */ OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403  /**< 指定關(guān)聯(lián)一個(gè)拷貝引用.原子性. */};/**  * 用給定的 key 和關(guān)聯(lián)策略 policy 為指定的 object 設(shè)置關(guān)聯(lián)關(guān)系 */void objc_setAssociatedObject(id object, const void * key, id value, objc_AssociationPolicy policy);/**  * 通過給定的 object 和 key 拿到關(guān)聯(lián)的對象 */id objc_getAssociatedObject(id object, const void * key);/**  * 移除給定 object 所有關(guān)聯(lián)的關(guān)系 */void objc_removeAssociatedObjects(id object)；

runtime 的 API 很簡單，實(shí)際上工作中使用 runtime 的關(guān)聯(lián)對象也很方便，如下：

static const void * _Nonnull titleKey = @"titleKey";- (void)setTitle:(NSString *)title{ objc_setAssociatedObject(self, titleKey, key, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);}- (NSString *)title{ return objc_getAssociatedObject(self, titleKey);}

如此簡單強(qiáng)大的功能，如果想要觀察系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，可以找關(guān)聯(lián)對象的源碼，我們可以從objc 源碼中拿到，

從源碼中，可以找到以上三個(gè) API 的實(shí)現(xiàn)如下：

OC,runtime

以 objc_setAssociatedObject 方法為例，方法內(nèi)部調(diào)用的一個(gè)內(nèi)部方法，參數(shù)同上，進(jìn)入內(nèi)部方法

/// 方法為我加過注釋的代碼。void _object_set_associative_reference(id object, void *key, id value, uintptr_t policy) {  // 取原來的綁定關(guān)系，新綁定關(guān)系原來關(guān)系為空 ObjcAssociation old_association(0, nil); // 驗(yàn)證參數(shù) id new_value = value ? acquireValue(value, policy) : nil; { // 內(nèi)部綁定關(guān)系管理器.內(nèi)部管理一個(gè)全局 AssociationsHashMap AssociationsManager manager; // 管理器中的綁定關(guān)系Map AssociationsHashMap &associations(manager.associations()); // 生成偽裝地址。處理參數(shù) object 地址 disguised_ptr_t disguised_object = DISGUISE(object); if (new_value) {  // 打破原來存在的綁定關(guān)系  AssociationsHashMap::iterator i = associations.find(disguised_object); // 以偽裝地址為key 在AssociationsHashMap找objc 對應(yīng)的二級 Map  if (i != associations.end()) {  // 二級Map存在。并取二級map： ObjectAssociationMap  ObjectAssociationMap *refs = i->second;  // 同樣的方法找到 ObjectAssociationMap 中綁定關(guān)系  ObjectAssociationMap::iterator j = refs->find(key); // 通過key 在ObjectAssociationMap 中找ObjcAssociation  if (j != refs->end()) {   // 找到原來 ObjcAssociation 關(guān)系，直接賦值old_association   old_association = j->second;   j->second = ObjcAssociation(policy, new_value);  } else {   // 不存在 -> 重新創(chuàng)建一次   (*refs)[key] = ObjcAssociation(policy, new_value);  }  } else {  // 不存在二級Map 就直接從新創(chuàng)建  ObjectAssociationMap *refs = new ObjectAssociationMap;  associations[disguised_object] = refs;  (*refs)[key] = ObjcAssociation(policy, new_value);  object->setHasAssociatedObjects();  } } else {  // 未傳 value ，直接設(shè)置關(guān)聯(lián)關(guān)系為nil。移除原來的綁定關(guān)系  AssociationsHashMap::iterator i = associations.find(disguised_object);  if (i != associations.end()) {  ObjectAssociationMap *refs = i->second;  ObjectAssociationMap::iterator j = refs->find(key);  if (j != refs->end()) {   old_association = j->second;   refs->erase(j);  }  } } } // 釋放 old value. if (old_association.hasValue()) ReleaseValue()(old_association);}

從源碼中可以看到維護(hù)對象關(guān)聯(lián)的對象主要有四個(gè)

AssociationsManager // 維護(hù)關(guān)聯(lián)關(guān)系的全局管理者 ---> 保存AssociationsHashMap
AssociationsHashMap // 保存關(guān)聯(lián)關(guān)系的HashMap ---> 保存對象對應(yīng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系的Map
ObjectAssociationMap // 對象關(guān)聯(lián)關(guān)系的Map，二級Map
ObjcAssociation // 關(guān)聯(lián)關(guān)系

它們的關(guān)系用圖像表示如下：

OC,runtime runtime

相當(dāng)于從我們的對象外部重新創(chuàng)建并管理了一套對象關(guān)聯(lián)機(jī)制，通過雙層 hashMap 來維護(hù)對象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。其中 AssociationsHashMap(外層Map)是存放在 AssociationsManager 中的全局靜態(tài) map。通過要關(guān)聯(lián)對象的內(nèi)存地址處理得到和對象唯一綁定的 key 在 map 中保存和對象相關(guān)的ObjectAssociationMap，此 map 又維護(hù)一個(gè)一個(gè)的 ObjcAssociation (關(guān)聯(lián)策略和值)。

以上以 objc_setAssociatedObject 為例講解了關(guān)聯(lián)對象的原理，objc_getAssociatedObject和objc_removeAssociatedObjects 原理也是一樣。

思維拓展

runtime 中對象關(guān)聯(lián)的原理如上，學(xué)習(xí)了蘋果源碼中的思想。可以發(fā)現(xiàn)工作中很多類似的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)恰好能借鑒一下。

恰好下午研究 runtime 對象關(guān)聯(lián)原理的時(shí)候，朋友問我一個(gè)多用戶系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)邏輯。

大意是：